مقالات رابوکالا
فروشگاه

آشنایی با میکروسکوپ و انواع آن

میکروسکوپ یکی از وسایل آزمایشگاهی اصلی در آزمایشگاه گیاه شناسی، دامپزشکی، علوم زیستی و حتی مواد و متالوژی است.

با توجه به گسترش روز افزون میکروسکوپها در شاخه‌های مختلف علوم پزشکی و صنعت هر روزه شاهد پیشرفتهای مختلف در صنعت میکروسکوپها می‌باشیم. این پیشرفتها شامل پیشرفت سیستم روزی طراحی اجزای مکانیکی ، پایداری استحکام و راحتی در استفاده از آنها می‌باشد. میکروسکوپهای نوری معمولی که در تحقیقات بیولوژیکی و پزشکی بکار می‌روند دو دسته می‌باشند. یک دسته دارای چشمه نوری مجزا از میکروسکوپ می‌باشند و دسته دوم میکروسکوپهایی می‌باشند که دارای چشمه نوری تعبیه شده در میکروسکوپ می‌باشند. میکروسکوپهای معمولی مدرن مورد استفاده از نوع دوم می‌باشد و تقریبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.

مکانیزم :

میکروسکوپ مرکب از یک لوله تشکیل شده که در دو انتهای آن دو عدسی شئی نزدیک به شی مورد مطالعه و عدسی چشمی قرار دارد. تصویری که توسط عدسی شئی بوجود می‌آید، بوسیله عدسی چشمی بزرگتر می‌شود. به این جهت بزرگنمایی آن بیش از قدرت یک عدسی است. در میکروسکوپهای پیشرفته ، دستگاه نوری پیچیده تر است. بدین ترتیب که در آنها علاوه بر لامپ ، یک کندانسور (مجموعه عدسیهای متمرکز کننده نور) و یک دیافراگم که شدت نور را کنترل می‌کند، قرار داده شده است. لامپی که در این نوع میکروسکوپها مورد استفاده قرار می‌گیرد، با ولتاژ کم کار می‌کند. لامپهای فراوانی برای این منظور وجود دارند که هرکدام نوری با شدت و طول موج مورد نظر تامین می‌کنند. بنابراین برای تفکیک دو نقطه نزدیکتر از ۲۵۰۰ آنگستروم باید از میکروسکوپ الکترونی استفاده کرد.

زیرا طول موج الکترون از طول موج نور کمتر است. اولین میکروسکوپ الکترونی که ساخته شد، درست مانند میکروسکوپ نوری که شعاع نور را از داخل نمونه مورد مطالعه عبور می‌دهد، شعاع الکترون را از داخل مقطع بسیار نازکی عبور می‌دهد. چون تراکم مواد در تمام قسمتهای نمونه مورد مطالعه یکسان نیست، میزان الکترونی که از قسمتهای مختلف عبور می‌کند متفاوت است. درنتیجه تصویری از قسمتهای تاریک و روشن آن بدست می‌آید. میکروسکوپ الکترونی دارای یک قسمت لوله‌ای شکل است که الکترون می‌تواند آزادانه از آن عبور کند. در قسمت بالای لوله یک قطب منفی الکتریکی به شکل رشته سیم نازک وجود دارد که جنس آن از تنگستن است. این قسمت آنقدر حرارت داده می‌شود تا بتواند از خود الکترون آزاد کند.

این عمل با ایجاد اختلاف پتانسیل از ۲۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ ولت بین کاتد و آند صورت می‌گیرد. در نتیجه یک شعاع الکترونی بسوی پایین قسمت لوله‌ای شکل شتاب داده می‌شود. به این سیستم تفنگ الکترونی می‌گویند. در طول لوله عدسیهایی همگرا اندازه و روشنایی شعاع الکترونی را قبل از برخورد با نمونه مورد مطالعه کنترل می‌کنند. مقطع مورد بررسی روی یک صفحه مشبک دایره شکلی قرار داده می‌شود. شعاع الکترونی پس از عبور از مقطع و قبل از این که به حد بزرگنمایی نهایی برسد، از میان عدسیهایی شئی عبور کرده و تنظیم می‌شود. سپس توسط عدسیهایی بر روی صفحه زیر میکروسکوپ منعکس می‌شود. چگالی بزرگنمایی بیشتر میکروسکوپها از ۵۰ تا ۸۰۰۰۰۰ برابر است. صفحه زیر میکروسکوپ از مواد فسفردار (فسفید روی) پوشانیده شده که در مقابل پرتو الکترون از خود نور تولید می‌کند. در زیر این صفحه یک دوربین عکاسی قرار دارد که از تصویر روی صحنه عکس می‌گیرد.

میکروسکوپهای مختلف دارای بزرگنمائی های متفاوتی میباشند که عموماً با وجود عدسیهای گوناگون، تصویر نمونه مورد نظر چند برابر میشود . اصول کلی در تمامی انواع میکروسکوپها براساس عبور نور با طول موجهای متفاوت از چندین عــدسی محدب میباشد که هرچقدر طول موج نور بکار رفته در میکروسکوپ مزبور کوتاهتر باشد قدرت تفکیک و یا جــداکنندگی آن میکروسکوپ بیشتر است. برای مثال قدرت تفکیک چشم انسان ۱/۰ میلیمتر میباشد و میکروسکوپ نوری معمولی ۲۴/۰ میکرون .

در طول قرن هیجدهم میکروسکوپ در زمره وسایل تفریحی به شمار می‌آمد. با پژوهشهای بیشتر پیشرفتهای قابل توجهی در شیوه ساختن عدسی شئی حاصل شد. بطوری که عدسی‌های دیگر بصورت ذره‌ بینهای معمولی نبودند بلکه خطاهای موجود در آنها که به کجنمایی معروف هستند، دفع شده‌اند و آنها می‌توانستند جرئیات یک شی را دقیقا نشان دهند. پس از آن در طی پنجاه سال، پژوهشگران بسیاری تلاش کردند تا بر کیفیت و مرغوبیت این وسیله بیافزایند. بالاخره ارنست آبه توانست مبنای علمی میزان بزرگنمایی میکروسکوپ را تعریف کند.

بدین ترتیب میزان بزرگنمایی مفید آن بین ۵۰ تا ۲۰۰۰ برابر مشخص شد. البته می‌توان میکروسکوپ‌هایی با بزرگنمایی بیش از ۲۰۰۰ برابر ساخت. مثلاً قدرت عدسی چشمی را بیشتر کرد. اما قدرت تفکیک نور ثابت است و درنتیجه حتی بزرگنمایی بیشتر می‌تواند دو نقطه از یک شی را بهتر تفکیک کند. هر چه بزرگنمایی شی افزایش یابد به میزان پیچیدگی آن افزوده می‌شود. بزرگنمایی شی در میکروسکوپهای تحقیقاتی جدید معمولاً ۳X، ۶X، ۱۰X، ۱۲X، ۴۰X و ۱۰۰X است. در نتیجه بزرگنمایی در این میکروسکوپ بین ۱۸ تا ۱۵۰۰ برابر است. چون بزرگنمایی میکروسکوپ نوری بدلیل وجود محدودیت پراش از محدوده معینی تجاوز نمی‌کند برای بررسی بسیاری از پدیده‌هایی که احتیاج به بزرگنمایی خیلی بیشتر دارند مفید است. تحقیقات بسیاری صورت گرفت تا وسیله دقیق تری با بزرگنمایی بیشتر ساخته شود. نتیجه این پژوهشها منجر به ساختن میکروسکوپ الکترونی شد.

انواع میکروسکوپ از نظر نوع آشکارساز

میکروسکوپ‌های الکترونی

میکروسکوپ الکترونی روبشی

میکروسکوپ الکترونی عبوری

میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ نوری عبوری

میکروسکوپ نوری بازتابی

میکروسکوپ‌های پراب پویشی

میکروسکوپ نیروی جانبی

میکروسکوپ نیروی اتمی

میکروسکوپ نیروی مغناطیسی

میکروسکوپ تونلی پویشی

میکروسکوپ میدان نزدیک نوری

میکروسکوپ ولتاژ پویشی

انواع میکروسکوپ به طور کلی به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

۱- میکروسکوپ پلاریزان:

کاربرد آن در زمین شناسی است و برای مطالعه خواص نوری بلورها، شناسایی کانی ها ،مطالعه پترولوژی و پتروگرافی سنگ های آذرین ،دگرگونی و رسوبی از آن استفاده می شود

۲- میکروسکوپ پیناکولار:

دوچشمی هستند و فقط اجسام را بزرگ می کنند در زمین شناسی در قسمت فسیل شناسی کاربرد بیشتری دارد.

۳- میکروسکوپ انعکاسی:

برای شناسایی کانی های فلزی مورد استفاده قرار می کیرند چون آن ها نور را از خودشان عبور نمی دهند .و برای مطالعه شکل و اندازه آنها بررسی مراحل کانی سازی ،وضعیت و رابطه نسبی کانی ها به یکدیگر. 

انواع میکروسکوپ نوری آزمایشگاهی

میکروسکوپ های نوریِ مدرن در دو نوع وجود دارند :عمودی و معکوس ، اما متداول ترین نوع آن ها نوع عمودی است

میکروسکوپ عمودی یا مستقیم Upright Microscopes

یک میکروسکوپ مستقیم ، آپ رایت یا عمودی دارای سیستم روشن سازی زیر سینی است و بالای آن سیستم عدسی ها قرار گرفته است .

میکروسکوپ های رومیزی میکروسکوپ های پر کاربردی در آزمایشگاه محسوب می شوند . آن ها طیف وسیعی از کاربرد ها در علوم زیست دارویی ، فلز کاری و صنعتی دارند .

میکروسکوپ اینورت یا معکوس Inverted Microscopes

میکروسکوپ معکوس برای بررسی نمونه های ضخیم ، نظیر سلول های کشت یافته و پتری دیش ها مناسب هستند چون لنز ها می توانند بیشتر به انتهای پتری دیش یعنی محل رشد سلول ها ، نزدیک شوند .

اجزای تشکیل دهنده میکروسکوپ نوری

هر میکروسکوپ نوری دارای بخش‌های مختلفی است که در کنار هم می‌توانند تصویری با بزرگنمایی مناسب از اجسام مختلف ایجاد کنند. در ادامه به بررسی هر یک از اجزای میکروسکوپ‌ها می‌پردازیم:

  • اجزای نوری: بخش‌‌های نوری میکروسکوپ شامل منبع نور مانند لامپ، فیلترها یا صافی و کندانسور هستند.
    • منبع نور: میکروسکوپ‌های اولیه از آینه‌های مقعر برای اصلاح نور بر روی اجسام استفاده می‌کردند. بعدها لامپ‌های کم مصرف برای منبع نوری به کار رفت و اکنون اکثر میکروسکوپ‌ها با لامپ‌های LED کار می‌کنند. وظیفه منبع نور این است که به طور مساوی نمونه را روشن کند.
    • کندانسور (Condenser): کندانسور پرتوهای حاصل از منبع نور را جمع می‌کند، بنابراین می‌تواند آن‌ها به طور مساوی روی جسم متمرکز کند. به عبارت دیگر به وسیله کندانسور هر قسمت از شی در سطح روشنایی یکسان قرار می‌گیرد. کندانسورها معمولاً از یک یا دو لنز تشکیل شده‌اند. این لنزها نور را تکه تکه می‌کنند و تمام پرتوها خروجی از آن به صورت موازی باقی می‌مانند. یک لنز کروی اطمینان می‌دهد که هیچ گونه انحرافی در عبور نور رخ نمی‌دهد. این امر تضمین کننده کیفیت بهتر تصویر است. در بخش کندانسور، دیافراگم نیز قرار دارد که وظیفه آن تنظیم کردن شدت نور ورودی به نمونه است.
  • پایه میکروسکوپ: پایه میکروسکوپ بخشی است که تمام اجزای میکروسکوپ بر روی آن قرار می‌گیرند.
  • لوله میکروسکوپ: این لوله بخشی است که عدسی‌ها یا لنزهای چشمی و شیئی در آن جای دارند و هر کدام دارای بزرگنمایی‌های مختلفی هستند.
    • عدسی شیئی (Objective Lenses): این بخش اغلب از چند عدسی مختلف تشکیل می‌شوند و وظیفه تشکیل تصویر از روی نمونه را بر عهده دارند. عدسی‌های شیئی نزدیک‌ترین عدسی‌ها به نمونه هستند.
    • عدسی چشمی (Ocular Lens): عدسی‌های چشمی مانند یک ذره‌بین عمل می‌کنند و تصاویر حاصل از عدسی شیئی را بزرگتر کرده و به شکل مستقیم در می‌آورند.

آشنایی با میکروسکوپ

تصویر ۶: اجزای تشکیل دهنده ساختمان میکروسکوپ نوری

  • صفحه گردان (Revolver): عدسی‌های شیئی بر روی صفحه گردان قرار دارند و برای تغییر بزرگنمایی در هنگام مشاهده جسم می‌توان با استفاده از این صفحه گردان، عدسی‌ها را تغییر داد.
  • صفحه قرارگیری نمونه (Stage): صفحه‌ای است که نمونه برای روی آن قرار می‌گیرد. در این صفحه می‌توان اسلاید نمونه را (با پوشش شیشه‌ای روی آن) قرار داد. این صفحه قابلیت جابجایی دارد و با جابجایی آن می‌توان بخشی از نمونه را که می‌خواهیم مورد بررسی قرار دهیم، زیر عدسی میکروسکوپ بکشیم.
  • پیچ حرکات تند و کند: با پیچ‌های این بخش می‌توان فاصله عدسی شیئی و نمونه را طوری تنظیم کرد که به یک تصویر با وضوح خوب دست یافت.

انتخاب میکروسکوپ مناسب

ما با این وعده شروع می‎ کنیم که خرید یک میکروسکوپ باید کاری لذت بخش باشد . با توجه به این صحبت ، زمان انتخاب یک میکروسکوپ باید موارد زیادی را در نظر داشت . فرآیند خرید یک میکروسکوپ می تواند اندکی ترسناک باشد . علاوه بر این ، طیف وسیعی از میکروسکوپ ها از نظر کیفیت در بازار وجود دارند از میکروسکوپ های ارزان پلاستیکی گرفته تا مدل های ژاپنی و آلمانی که گران قیمت ترین هستند .

آشنایی با میکروسکوپ

بنابراین ، این مقاله به شما کمک خواهد کرد که در زمان خرید یک میکروسکوپ تصمیم آگاهانه تر و کامل تری بگیرید .

ما به شما پیشنهاد می کنیم در زمان مطالعه ی این راهنما به بخش فرهنگ لغات اصطلاحات میکروسکوپ مراجعه کنید .

قبل از این که شروع کنیم ، شما بایستی بدانید که تمامی نکات مطرح شده در این مقاله به میکروسکوپ نوری اشاره دارد ، میکروسکوپی که دارای یک منبع نوری داخلی است . انواع دیگری از میکروسکوپ ها نیز وجود دارد ، نظیر نوع الکترونی یا ماورای بنفش ، ولی آن ها به شکل بارزی قیمت بیشتری داشته و معمولا در کاربرد های علمی یا تجاری استفاده می شوند .

میکروسکوپ نوری مناسب

میکروسکوپ ها برای استفاده در کاربرد های مختلفی ساخته می شوند . مهم است اطمینان داشته باشید که میکروسکوپی بخرید که با نیاز های خاص شما همخوانی داشته باشد . شما باید از سه اصل اطلاع داشته باشید :

ابتدا ، یک میکروسکوپ نوری دارای دو منبع بزرگنمایی است . اولین منبع از طریق لنز های شیئی است . منبع دوم از طریق لنز های چشمی است . با ضرب کردن توان لنز های شیئی در لنز های چشمی میزان بزرگنمایی کلی یک میکروسکوپ به دست می آید .

به عنوان مثال ، لنز های چشمی استاندارد دارای توان بزرگنمایی 10xهستند ، زمان استفاده از لنز های شیئی 100x ، میزان کل بزرگنمایی 1000x خواهد بود . مورد دوم ، که شاید مهم ترین اصل نیز باشد ، این است که گول سطح بزرگنمایی بالا را نخورید . اکثریت کاربرد هایی که شامل استفاده از میکروسکوپ های نوری می شوند نیاز به سطوح بزرگنمایی کمتر از 60x دارند ! مورد سومی که باید بدانید این است که به یک میکروسکوپ استریو ( استریو میکروسکوپ ) یا ترکیبی نیاز دارید .

میکروسکوپ ترکیبی یا استریو ؟

میکروسکوپ ها در دو دسته ی اصلی قرار می گیرند :ترکیبی یا استریو که اغلب اوقات از آن ها به ترتیب با عنوان های توان بالا و توان پایین یاد می شود .

میکروسکوپ ترکیبی Compound Microscope

اگر نمونه های ” کوچکتری ” نظیر نمونه های خونی ، باکتری ها ، نمونه گرفته شده از دریاچه ، ارگانیسم های آبی و غیره را مشاهده می کنید نیاز به یک میکروسکوپ از نوع ترکیبی دارید . علت آن است که چنین نمونه هایی نیاز به توان بیشتری از بزرگنمایی دارند تا بتوانید جزئیات را مشاهده کنید . به همین دلیل ، از یک میکروسکوپ ترکیبی به عنوان یک میکروسکوپ توان بالا یاد می کنند . معمولا ، یک میکروسکوپ ترکیبی دارای 3 تا 5 لنز شیئی با قدرت بزرگنمایی x4 تا x100 است . با فرض این که لنز های چشمی x10 و شیئی x100باشند ، چنین میکروسکوپی دارای بزرگنمایی کلی x1000 است . میکروسکوپ های ترکیبی هم چنین سیستم های ادغامی ( یکپارچه ای ) محسوب می شوند یعنی بدنه ی میکروسکوپ و قاعده ی آن به شکل یک سیستم یکپارچه هستند .

زمانی که می خواهید میکروسکوپ ترکیبی را انتخاب کنید ، هم چنین بایستی نیاز به یک میکروسکوپ دو چشمی ، تک چشمی یا سه چشمی را در نظر داشته باشید .

آشنایی با میکروسکوپ

 

 

در زمان تصمیم گیری برای خرید این میکروسکوپ 4 عامل دخیل هستند :

1- بزرگنمایی میکروسکوپ :میکروسکوپ های تک چشمی به شکل موثری بزرگنمایی کلی تا 1000x دارند . برای بزرگنمایی بیشتر ، نیاز به یک میکروسکوپ دو چشمی است .

2- راحتی میکروسکوپ : از نظر اکثر افراد میکروسکوپ های دو چشمی شکل هندسی بهتری داشته و استفاده از آن ها به نسبت مدل تک چشمی راحت تر است . از طرف دیگر ، از نظر افراد جوان استفاده از مدل تک چشمی ساده تر است .

3- قیمت میکروسکوپ : با آن که قیمت ها نزدیک به هم هستند ، ولی معمولا مدل تک چشمی ارزان ترین و مدل سه چشمی گران قیمت ترین است .

4- کاربرد میکروسکوپ : اکثر میکروسکوپ های تک چشمی دارای یک صفحه ی مکانیکی نیستند ، صفحه ای که برای کاربرد های تخصصی تر مفید است . اکثر میکروسکوپ های دو چشمی دارای یک صفحه ی مکانیکی هستند و مدل سه چشمی معمولا زمانی استفاده می شود که یک پورت ( مخرج ) سوم ( سه چشمی ) برای میکرو فوتوگرافی نیاز است .

میکروسکوپ استریو Stereo Microscope

برای مشاهده ی نمونه های بزرگتر نظیر حشرات ، کرم ها ، برگ ها ، صخره ها ، سنگ های گران بها و غیره نیاز به استفاده از یک میکروسکوپ استریو دارید . معمولا ، چنین میکروسکوپی نیاز به توان کمتری دارد در نتیجه بزرگنمایی آن در محدوده 6.5 تا 45x قرار می گیرد . بنابراین از آن ها به عنوان میکروسکوپ های توان پایین یاد می کنند . در تعریف ، یک میکروسکوپ استریو حداقل دارای دو عدسی چشمی ( دوچشمی ) است و یک تصویر سه بعدی از نمونه فراهم می کند . این نوع میکروسکوپ ها در دو مدل دیده می شوند :توان دوگانه یا زوم دوگانه . در مدل اول ، میکروسکوپ دارای دو گزینه برای بزرگنمایی ، به عنوان مثال 20x تا 40x است . در یک میکروسکوپ زومی ، یک محدوده زوم مداوم از پایین ترین تا بالاترین توان وجود دارد . به عنوان مثال از 6.5 تا 45x

همانند با میکروسکوپ های ترکیبی ، میکروسکوپ های استریو هم چنین برای اهداف عکاسی مدل سه چشمی را دارند . میکروسکوپ های استریو می توانند میکروسکوپ های یکپارچه ، یا اغلب اوقات، ماژولی باشند یعنی بدنه ی آن ها را می توان با قاعده های مختلفی سرهم بندی کرد .

برای اکثر افراد ، یک سیستم یکپارچه مناسب است . بعضی از کاربران نیاز به میکروسکوپ هایی با بخش انتهایی ( قاعده ی ) تخصصی هستند نظیر پایه های آزاد که برای کاربرد هایی نظیر بررسی PCB یا کاربرد های حکاکی استفاده می شود .

موارد استفاده از میکروسکوپ:

– در آزمایشگاههای پاتوبیولوژی و طبی برای مشاهد نمونه خون و ….

– جهت تحقیقات زیستی برای مشاهده سلول های گیاهی ، جانوری ، قارچ ها و آغازیان و شناسایی و تحقیق بروی ویروس ها

– جهت زمین شناسی : رویت انواع کانی و فسیل و سنگ

– مطالعه فلزات و تاثیر مواد بر آنها (متالوژی)

– جهت امور الکترونیک: مشاهده بورد های الکترونیک و مدارات چاپی

  مطالب آموزشی مرتبط

  

نکات کلیدی در انتخاب ذره بین


نکات کلیدی در انتخاب ذره بین   

ذره بین در بررسی کوچکترین اشیاء یا جزئیات به کمک چشم انسان می آید. از یک یا چند لنز تشکیل شده و ذره بین خوانده می شود. برای راحتی ، مرسوم است که یک وسیله مدرن را به لامپ ها مجهز کنید ، در نتیجه لنز دارای نور پس زمینه است. ذره بین در مناطق مختلفی استفاده می شود. آنها نمی توانند بدون زیست شناسی و پزشکی ، جواهرات یا پزشکی قانونی ، فلسفه و گلدوزی ، هنگام کار با مکانیسم های کوچک ، کاری انجام ندهند. با توجه به هدف آنها ، چندین نوع دستگاه متمایز می شوند: ادامه مطلب

نکات کلیدی در انتخاب ذره بین

 

   محصولات مشابه